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摘要：目前取向電工鋼橫向鐵損分布的均勻性引起越來越大的重視。磁性能測試方法主要分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試（在線檢測），目前國內(nèi)暫無動態(tài)測試電工鋼鐵損性能的相關測試手段。本文通過在GB／T13789—2008的基礎上使用小單片磁導計測量大單片試樣不同區(qū)域鐵損的方法，來研究在線測量中動態(tài)測量電工鋼帶鐵損橫向分布的方法。研究結果表明，磁導計緊貼試樣和磁導計與試樣分離10mm測試的不同區(qū)域鐵損分布保持了較好的相關性和一致性。

關鍵詞：電工鋼；大單片試樣；鐵損；動態(tài)測試；小單片磁導計

隨著時代的進步，電工鋼的需求量越來越大，電工鋼的制造越來越趨向于人工智能，且用戶對電工鋼成品的質(zhì)量控制要求也越來越高。電工鋼的下游用戶會將電工鋼母卷原料經(jīng)過縱剪機組裁剪成合適大小的電工鋼子卷產(chǎn)品。而取向電工鋼鐵損存在橫向分布的不均勻性，分布特征普遍表現(xiàn)為中間區(qū)域的鐵損性能優(yōu)于邊沿區(qū)域的鐵損性能，這會導致相同牌號產(chǎn)品的子卷的磁性能不一致。解決該問題通常有2條途徑：1）上游制造商提高鐵損在橫向分布的均勻性；2）下游用戶通過鐵損分布測試，分揀出電工鋼的鐵損性能。基于這2點，我們正在研發(fā)新型電工鋼檢測裝置來滿足市場對電工鋼品控的新要求。

1試驗方法

本文通過使用小單片磁導計對大單片試樣不同區(qū)域進行測試［1］，檢驗出硅鋼片鐵損分布的不均勻性：方案一：磁導計緊貼試樣，以下稱為閉路測量，這種方案準確度相對較高，但不適合于在線測量；方案二：磁導計離試樣10mm，以下稱為開路測量，該方案準確度相對較低，但很容易實現(xiàn)在線測量。我們將通過對二種測試方案獲得的測量數(shù)據(jù)進行比較，來研究開路測量是否能與閉路測量所得到的不同區(qū)域鐵損分布趨勢保持基本一致。

2測量

2．1電工鋼試樣

選用的試驗樣品牌號為23Q110，長500mm，寬500mm，厚度0．23mm，密度為7．65g／cm3，大單片試樣的P1．7／50鐵損值：0．8027W／kg。

2．2測量裝置測

量大單片試樣鐵損所用的整套設備為長沙天恒測控技術有限公司研制的TD8510硅鋼片磁性能測試系統(tǒng)和小單片磁導計TK7300。磁導計的磁軛用高牌號取向硅鋼制作，C型立式單磁軛設計，外形尺寸：高100mm，長120mm，寬70mm。磁軛極面寬度30mm，厚度20mm，極面間內(nèi)部長度60mm。整套設備如圖1所示。圖2為設備原理框圖，圖2中，粗線框內(nèi)為單片磁導計（空氣磁通補償采用數(shù)字磁通補償），其中N1為勵磁線圈，N2為測量線圈。小單片磁導計測量時的放置如圖3所示。

2．3試樣鐵損測量位置分區(qū)

首先將500mm×500mm大單片試樣23Q110分成橫向五等分，縱向三等分，然后分別在這15個方格中標出它們中間30mm×60mm的區(qū)域。如圖4所示。

2．4閉路測量鐵損分布

將小單片磁導計TK7300的磁軛與圖4中黑色區(qū)域部分對齊，測試相應區(qū)域Jm在1．7T／50Hz下的比總損耗，測試結果如表1所示。表1中的橫向分布不均勻性分別對應的是圖4中的位置1、位置2、位置3。從表1中可以看出不同區(qū)域鐵損差異性較大，超過了10％，趨勢圖如圖5所示。

2．5開路測量鐵損分布

使用10mm的膠木板抬高磁導計進行開路靜態(tài)測試，同樣在相應區(qū)域測試Jm在1．7T／50Hz下的比總損耗，測試結果如表2所示。由表2可以得出每個區(qū)域閉路測量相對開路測量的比總損耗比值基本維持在1．2左右。開路測量趨勢圖如圖6所示。

2．6兩種測量方法鐵損分布對比分析

從表1和表2可以看出，開路測量和閉路測量的鐵損橫向分布不均勻性基本一致，其分布對比圖如圖7所示。閉路測量的數(shù)據(jù)結果（表1），表明鐵損橫向分布具有不均勻性。這種不均勻性的形成機理比較復雜，受影響的因素主要有：1）材料制造過程中，受熱處理的溫度分布與軋制厚度分布不均勻；2）測量結果與測量方法、儀器準確度及材料取樣等有關，存在一定的測量誤差和取樣風險。對比表1和表2分析可以看出，開路測量比總損耗低于閉路測量約20％，這是因為開路測量時存在空氣隙，導致磁阻加大而使得鐵損下降。從表1和表2的鐵損橫向分布不均勻性對比可得出，2種測量方法的相對趨勢差的最大值為3．27％。盡管測量的比總損耗絕對值差異較大，但相對趨勢差仍基本能反映材料的主要性能差。通過對磁導計尺寸及磁導計與樣品距離等因素的深度研究，優(yōu)化開路測量方法等使其用于在線檢測成為可能。

3 結 語

通過上述2種方法的對比數(shù)據(jù)分析得出：鐵損的分布保持了較好的相關性與一致性，但仍存在一定的分布差異。分析其原因：1）磁導計的尺寸太小導致測量區(qū)域太小，測量數(shù)據(jù)不具備代表性；2）在大片試樣上進行測量時，磁力線會受到測量區(qū)域外材料的影響；3）開路測量的影響因素會很多?；谏鲜鲈颍覀儗⑦M一步開展深度的測量研究，開發(fā)出適應材料橫向鐵損分布不均勻性測試要求的靜態(tài)和在線測量裝置，并更好地服務于電工鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

作者：李秀章 周新華 單位：長沙天恒測控技術有限公司